4 расчетный раздел
4.1 Подбор оборудования УШГН
Пример: скважина №270 Мало-черногорского месторождения
Таблица 4.1 - Исходные данные
| Параметры | Единицы измерения | Значение |
| Глубина скважины по вертикали (Н) | м | 1853 |
| Пластовое давление (Pп л ) | МПа; | 17,2 |
| Забойное давление (Р заб) | МПа; | 10,2 |
| Давление насыщения (Рнас) | МПа; | 12,9 |
| Давление на устье (Pv) | МПа; | 1,7 |
| Газовый фактор (Го) | м3/т; | 41,5 |
| Объемный коэффициент (в) | 1,2 | |
| Диаметр эксплуатационной колонны (D) | мм | 146 |
| Коэффициент подачи насоса (aп) | 0,8 | |
| Коэффициент продуктивности (К пр) | т/ сут МПа | 0,14 |
| Обводненность (nв) | % | 58 |
| Плотность воды (рв) | кг/м3 | 1120 |
| Плотность нефти ( рн) | кг/м3 | 828 |
| Плотность газа (рг) | кг/м3 | 1,2 |
Методика расчета:
1. Определяем планируемый дебит Q, т/сут., скважины по уравнению притока при n = 1:
Q = К пр (Pп л - Р заб )n(4.1)
Q= 0,14 (17,2 – 10,2)1 = 0,98 т/сут
2. Определяем плотность газожидкостной смеси рcм , кг/ м3:
рcм =[ рн+ рг Го+ рвnв/(1-nв) ] / [ в + nв/(1-nв) ](4.2)
рcм =[828 + 1,2 * 41,5 + 1120 * 0,58 / (1 – 0,58)]/[ 1,2 + 0,58 / (1- 0,58)] = 365,2 кг/ м3
3. Определяем оптимальное давление на приеме насоса Р пр.опт , МПа:
Р пр.опт= (0,25 - 0,30)Рнас(4.3)
Р пр.опт= 0,3 * 12,9 = 3,87 МПа
4. Определяем глубину спуска насоса LH,м:
LH= Н –[ (Pз - Р пр.опт ) 106]/ рcм g(4.4)
LH= 1853 – [ (10,2 – 3,87) 106 ] / 365,2 * 9,8 = 1768 м
5. Определяем расстояние от забоя до динамического уровня в скважине Hдин, м:
Hдин= Р заб 106/рcмg(4,5)
Hдин= 10,2 * 106 / 365,2 * 9,8 = 2850 м
6. Определяем динамический уровень жидкости в скважине hd, м:
hd=H - Hдин (4,6)
hd= 1853 - 2850 = 997 м
7. Определяем объемную теоретическую производительность установки ШСНУ Qт. об., м3/сут :
Qт. об. = Q/ рcм aп (4,7)
Qт. об = 0,98 / 0,3652 * 0,8 = 3,4 м3/сут
8. Определяем по диаграмме А.Н. Адонина диаметр насоса и тип станка - качалки.
Тип СК: 3СК-3-0,75-4000
Диаметр насоса Dн : 32 мм
Характеристика 3СК-3-0,75-400:
длина хода полированного штока – 0,75 м.
число качаний балансира – 12 мин -1
масса СК – 2550 кг
9. Выписываем стандартные длины хода полированного штока Si , выбранного станка - качалки и число качаний в минуту ni:
Si: 0,3; 0,52; 0,75 м.
ni : 5 – 15 мин -1
10. Определить тип насоса в зависимости от глубины спуска Lн и его диаметра Dн
Тип насоса: НСН1
характеристика насоса:
условный диаметр: 32 мм.
длина хода плунжера: 900 мм.
идеальная подача при ni=10 мин –1: 10м3
предельная глубина спуска: 400-1200 м.
вязкость откачиваемой жидкости: не более 25 мПа * с
диаметр: 56 мм.
длина: 2900 мм.
масса: 26 кг.
11. Определяем диаметр НКТ в зависимости от типа и диаметра насоса:
условный диаметр НКТ: 48 мм.
толщина стенки: 4мм.
12. Определяем диаметр насосных штанг и число ступеней штанговой колонны в зависимости от диаметра насоса Dн и глубины его спуска Lн:
одноступенчатая колонна штанг
диаметр штанг 16мм.
13. Определяем параметры режимов работы насоса при стандартных длинах хода n, мин –1:
n = Qт. об. / [1440 * (0,785 * Dпл2)* Si] (4.8)
n = 3,4 / [1440 * (0,785 * 0,0322) * 0,75] = 5 мин –1
14. Определяем необходимую мощность электродвигателя по формуле Д.В. Ефремова N, кВт:
N = [0,000401 p Dпл2 S n р LH ( 1 - hн hск + aп ) К1 ] /hн hск (4.9)
N = [0,000401* 3,14 * 0,0322 *0,75 * 5 * 365,2 * 1768 * ( 1- 0,9 * 0,82 + 0,8) * 1,2] / 0,9 * 0,82 = 6,74 кВт
Где: hн - коэффициент полезного действия насоса равный 0,9
hск - коэффициент полезного действия станка – качалки равный 0,82
К1 - коэффициент степени уравновешенности СК равный 1,2
частота вращения 1500 об/мин
15. Параметры выбранного оборудования записываем в виде таблицы:
| Тип СК | Тип э/д | Диаметр штанг, мм | Диаметр НКТ, мм; | Тип насоса | Число качаний, мин-1 |
| 3СК-3-0,75-400 | АОП- 41- 4 | 16 | 48 | НСН1 | 5 |
16. Вывод:
На предприятие, эта скважина была проанализирована и оптимизирована с помощью программы «ПТК НАСОС» , в результате на ней было установлено СКД 8 и насос 25-150-RHAМ-12-4-2диаметром 38 мм